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基于改进Smith预估器的振动台子结构试验方法研究
1
作者 纪金豹 徐建琛 王东岳 《机床与液压》 北大核心 2024年第18期14-21,共8页
振动台子结构试验是一种有效的实时结构混合试验方法,利用振动台和其他加载装置进行联合加载,可以提升振动台的加载能力。针对试验过程中受到干扰影响的振动台子结构试验控制系统,提出一种基于Smith预估器的控制方法。介绍了基于主动质... 振动台子结构试验是一种有效的实时结构混合试验方法,利用振动台和其他加载装置进行联合加载,可以提升振动台的加载能力。针对试验过程中受到干扰影响的振动台子结构试验控制系统,提出一种基于Smith预估器的控制方法。介绍了基于主动质量驱动器加载方法的振动台子结构试验装置和工作原理以及Smith预估器的实现方式。分析了时滞对控制系统的影响,当控制系统引入4 ms的时滞时,仿真结果发散,系统模型存在纯滞后环节,因此容易发生较严重的震荡。为解决此问题,引入Smith预估器与改进的Smith预估器并进行相应的数值仿真工作。仿真结果表明:基于传统Smith预估器的振动台子结构试验方法能够保证系统仿真结果不再发散,但其结果较为一般;而基于改进Smith预估器的振动台子结构试验方法结果更为理想,其峰值误差与均方根误差等相关评价指标都相对较小,说明所提方法可以有效解决时滞系统的稳定性问题。 展开更多
关键词 振动台试验 结构试验方法 实时混合试验 smith预估
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时滞过程改进型Smith预估器的整定(英文) 被引量:20
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作者 谭文 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期297-301,共5页
证明Majhi和Atherton(1999)文所提出的改进型Smith预估器等价于一改进的内模控制结构 (IMC) ,并对该结构提出一种三阶段设计方法 .为获得扰动抑制和稳定鲁棒性的均衡 ,采用了鲁棒控制方法来整定反馈环控制器 .针对某些典型的积分和不稳... 证明Majhi和Atherton(1999)文所提出的改进型Smith预估器等价于一改进的内模控制结构 (IMC) ,并对该结构提出一种三阶段设计方法 .为获得扰动抑制和稳定鲁棒性的均衡 ,采用了鲁棒控制方法来整定反馈环控制器 .针对某些典型的积分和不稳定时滞过程的设计表明所提方法能获得较好的扰动抑制和稳定鲁棒性的均衡 . 展开更多
关键词 时滞过程 改进smith预估 整定 鲁棒控制 内模控制
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一种改进的Smith预估器研究 被引量:1
3
作者 高明 包新华 +1 位作者 高岩 张国范 《基础自动化》 CSCD 2001年第5期13-15,21,共4页
在Smith预估器原理与应用的基础上提出了补偿时滞给定 ,解决了大纯滞后系统经改进的Smith预估器补偿后 ,在阶跃给定下 ,有良好的跟随性能 ,而在任意给定函数下 。
关键词 大时滞系统 smith预估 系统结构 给定补偿
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基于结构改进Smith预估单神经元PSD的长时延NCS研究
4
作者 袁士丞 方建安 《机电工程》 CAS 2013年第12期1558-1563,共6页
针对长时延网络控制系统(NCS)中存在时延和被控对象等问题,提出了一种新型结构改进Smith预估单神经元PSD控制器。新型控制器由结构改进Smith预估器和单神经元PSD控制器组成,结构改进Smith预估器通过对传统Smith预估器模型结构上的改进,... 针对长时延网络控制系统(NCS)中存在时延和被控对象等问题,提出了一种新型结构改进Smith预估单神经元PSD控制器。新型控制器由结构改进Smith预估器和单神经元PSD控制器组成,结构改进Smith预估器通过对传统Smith预估器模型结构上的改进,避免了建立网络时延的预估模型,无需对网络时延进行在线测量、估计或辨识,补偿了网络时延对系统的性能带来的影响;单神经元PSD控制器解决了结构改进Smith预估器的模型失配问题,通过Matlab环境下的TrueTime工具箱对NCS进行仿真实验,并对传统PID控制方法、结构改进Smith预估PID控制方法和结构改进Smith预估单神经元PSD控制方法进行了仿真比较。研究结果表明,该新型控制器有效地补偿了网络时延对NCS的性能带来的影响,在模型失配情况下具有良好的鲁棒性和适应性,是对长时延NCS一种可行且有效的控制方法。 展开更多
关键词 长时延 网络控制系统 结构改进smith预估器 单神经元PSD控制 TRUETIME工具箱
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遥操作机器人系统的变时延控制 被引量:6
5
作者 刘曙光 周宗锡 杨锋 《控制工程》 CSCD 2006年第S1期179-182,共4页
由于遥操作机器人传输通道中存在着变化的通讯时延,造成了系统不稳定和操作性能降低等问题。为了消除或减少时延的影响,在利用RBF神经网络进行延时预测的基础上,通过改进型Smith预估器进行遥操作机器人的时延控制,从而使系统稳定,并易... 由于遥操作机器人传输通道中存在着变化的通讯时延,造成了系统不稳定和操作性能降低等问题。为了消除或减少时延的影响,在利用RBF神经网络进行延时预测的基础上,通过改进型Smith预估器进行遥操作机器人的时延控制,从而使系统稳定,并易于操作。理论分析表明,该方案对时延的变化有较强的适应性,控制系统的鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制,且易于实现。仿真结果表明,在时延情况下,该方法可实现对遥操作机器人较为准确的测控。 展开更多
关键词 Internet机 遥操作 改进smith预估 变时延
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基于延迟抑制控制结构的主蒸汽温度控制 被引量:1
6
作者 钟振芳 孟庆伟 刘吉臻 《热力发电》 CAS 北大核心 2014年第8期94-97,共4页
针对发电机组主蒸汽温度被控对象纯迟延、时变、不确定的特性,基于误差分析,提出了一种基于延迟抑制控制结构的主蒸汽温度控制策略,将基于非精确模型的闭环输出和系统实际输出加权作为冲量构成新型的控制结构,并将其与Smith预估补偿器... 针对发电机组主蒸汽温度被控对象纯迟延、时变、不确定的特性,基于误差分析,提出了一种基于延迟抑制控制结构的主蒸汽温度控制策略,将基于非精确模型的闭环输出和系统实际输出加权作为冲量构成新型的控制结构,并将其与Smith预估补偿器相结合形成复合控制结构,从理论上分析了复合控制结构的鲁棒性。在机组负荷分别为37%、50%、75%、100%4种工况下,将复合控制结构与Smith预测补偿控制结构进行仿真比较。结果表明,采用复合控制结构解决了模型参数小范围时变问题,复合控制结构阶跃响应的控制效果明显优于Smith预测补偿控制结构,提高了系统抗迟延性能。 展开更多
关键词 主蒸汽温度 延迟抑制 复合控制结构 加权 冲量 smith预估补偿
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给定值和干扰响应解耦的新型控制器设计
7
作者 张卫东 许晓鸣 何星 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期103-107,共5页
基于输入输出方法讨论时滞对象控制问题 .在传统控制结构基础上讨论了一种新型的控制结构 ,它可以使系统的给定值响应和干扰响应解耦 ,分别通过一个参数优化 .通过期望闭环传递函数定义了最优性能指标 ,然后解析地推导出控制器 ,保证了... 基于输入输出方法讨论时滞对象控制问题 .在传统控制结构基础上讨论了一种新型的控制结构 ,它可以使系统的给定值响应和干扰响应解耦 ,分别通过一个参数优化 .通过期望闭环传递函数定义了最优性能指标 ,然后解析地推导出控制器 ,保证了系统具有好的干扰抑制能力 .为了说明新的设计方法 ,文中给出了设计例子 . 展开更多
关键词 时滞系统 smith预估 干扰解耦 控制 控制结构
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非最小相位时滞系统新型Smith自抗扰控制及其鲁棒性 被引量:7
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作者 陈增强 王永帅 +1 位作者 孙明玮 孙青林 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期88-96,共9页
非最小相位对象是工业控制中的典型难题,尤其当不稳定极点或零点与时滞同时存在时,系统更难实现稳定控制.基于含不稳定极点的一阶时滞对象,通过引入两个比例反馈设计了新型Smith自抗扰控制器,分析了两个反馈的作用机理,并得到了系统模... 非最小相位对象是工业控制中的典型难题,尤其当不稳定极点或零点与时滞同时存在时,系统更难实现稳定控制.基于含不稳定极点的一阶时滞对象,通过引入两个比例反馈设计了新型Smith自抗扰控制器,分析了两个反馈的作用机理,并得到了系统模型误差的最大允许边界.当对象参数摄动时,运用仿真研究了系统的频域和时域特性,绘制了不同模型下的最大误差边界值与频率的关系.最后,通过蒙特卡罗试验验证了新型Smith自抗扰控制器的抗扰能力优于改进的Smith-PID控制器. 展开更多
关键词 不稳定极点 时滞系统 改进smith预估 自抗扰控制 鲁棒稳定性
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基于倾角传感器的液压比例驱动机械臂位姿控制 被引量:3
9
作者 高波 李法康 《机床与液压》 北大核心 2023年第18期38-44,共7页
喷浆机器人的最佳喷浆工艺要求喷浆机器人的喷枪根据巷道位置及姿态进行控制。根据喷枪相对基座水平运动或竖直运动时的位置求解得到关节角度,采用倾角传感器实时测量关节角度,根据求解角度与测量角度形成位置闭环,进而驱动关节完成喷... 喷浆机器人的最佳喷浆工艺要求喷浆机器人的喷枪根据巷道位置及姿态进行控制。根据喷枪相对基座水平运动或竖直运动时的位置求解得到关节角度,采用倾角传感器实时测量关节角度,根据求解角度与测量角度形成位置闭环,进而驱动关节完成喷浆动作。使用MATLAB/Simulink建立基于倾角传感器和负载敏感比例阀控液压系统构建的关节位置闭环控制系统的仿真模型,采用电压阶跃补偿的方式消除比例阀死区带来的延迟,采用改进型Smith预估器消除纯滞后环节对控制系统的影响,最终验证了该方法的合理性以及可行性。 展开更多
关键词 喷浆机 倾角传感 电压阶跃补偿 改进smith预估
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控制系统中存在传感器大延迟时的优化研究
10
作者 丁泉会 方滨 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第12期42-44,48,共4页
传统的Smith预估器较好地解决了前向通道大滞后系统的控制问题,但对于反馈通道中传感器延迟造成的滞后的问题则并不适用。提出了一种改进的Smith预估控制方法,克服了反馈通道中大滞后对于控制系统稳定性的不利影响。仿真结果表明:该方... 传统的Smith预估器较好地解决了前向通道大滞后系统的控制问题,但对于反馈通道中传感器延迟造成的滞后的问题则并不适用。提出了一种改进的Smith预估控制方法,克服了反馈通道中大滞后对于控制系统稳定性的不利影响。仿真结果表明:该方法能够有效地抵消前向通道与反馈通道同时存在的大滞后环节对控制系统稳定性的负面影响。 展开更多
关键词 传统smith预估 反馈通道滞后 前向通道滞后 改进smith预估
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垃圾渗滤液污水处理设备的臭氧投加复合抗扰控制 被引量:2
11
作者 常雨芳 胡宇博 +2 位作者 余文锦 周菲菲 黄文聪 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期385-391,共7页
垃圾渗滤液污水处理设备中的臭氧投加系统具有大时滞、大惯性和多扰动的特点,导致难以实时调整臭氧投加量,从而影响后续设备出水水质。针对以上问题,在水流量比例的控制方面提出一种基于扰动观测器的改进型Smith预估器与滑模控制相结合... 垃圾渗滤液污水处理设备中的臭氧投加系统具有大时滞、大惯性和多扰动的特点,导致难以实时调整臭氧投加量,从而影响后续设备出水水质。针对以上问题,在水流量比例的控制方面提出一种基于扰动观测器的改进型Smith预估器与滑模控制相结合的复合抗扰控制。其中,滑模控制为主控制器,扰动观测器用于估计出系统的集总扰动并反馈至前向通道消除扰动的不利影响,以便于Smith预估器更好地进行时滞补偿。仿真和实验结果表明,复合抗扰控制相较于PID控制和自抗扰控制具有更好的控制性能和抑制扰动的能力,能够有效提高垃圾渗滤液污水处理设备的出水水质。 展开更多
关键词 污水处理系统 滑模控制 改进smith预估 扰动观测
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EHA半主动悬架时滞补偿控制研究 被引量:5
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作者 寇发荣 王哲 +2 位作者 范养强 杜嘉峰 李冬 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2017年第10期34-39,共6页
为了改善汽车平顺性,设计了车辆电动静液压(EHA)半主动悬架结构。计算了EHA半主动悬架系统临界时滞,分析了时滞的影响。提出了一种改进型Smith时滞预估补偿器,并将其应用于模糊控制EHA半主动悬架的时滞补偿,进行了仿真分析和试验验证。... 为了改善汽车平顺性,设计了车辆电动静液压(EHA)半主动悬架结构。计算了EHA半主动悬架系统临界时滞,分析了时滞的影响。提出了一种改进型Smith时滞预估补偿器,并将其应用于模糊控制EHA半主动悬架的时滞补偿,进行了仿真分析和试验验证。结果表明,改进型Smith预估补偿器能够对补偿环节的悬架模型参数误差进行修正,提高了悬架系统的抗干扰能力,可有效减小时滞对该半主动悬架的影响,从而改善其动态性能。 展开更多
关键词 EHA 半主动悬架 改进smith预估补偿 抗干扰 时滞补偿
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基于定量反馈理论的时滞系统自抗扰控制参数整定 被引量:5
13
作者 赵天烽 程赟 +2 位作者 华亮 李海 陈增强 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期578-586,共9页
工业过程对象普遍存在时滞、模型参数不确定性和外部扰动多等特点,传统Smith预估控制方法难以设计出满足期望性能的鲁棒控制器.针对模型参数不确定性和外部扰动,本文采用自抗扰控制技术进行估计和补偿.针对系统存在时滞的特点,本文提出... 工业过程对象普遍存在时滞、模型参数不确定性和外部扰动多等特点,传统Smith预估控制方法难以设计出满足期望性能的鲁棒控制器.针对模型参数不确定性和外部扰动,本文采用自抗扰控制技术进行估计和补偿.针对系统存在时滞的特点,本文提出改进Smith预估器结构,提升扩张状态观测器对于扰动估计的实时性.在此基础上,本文以一阶时滞系统为例提出了控制器参数整定方法.首先根据最优参数选取准则确定预估器模型,然后在等效模型框架下采用定量反馈理论整定自抗扰控制器参数,确保控制系统达到预期性能指标.在仿真实验中,将所提出方法与几种常见时滞系统控制方法进行比较,通过设定值跟踪、抗扰及蒙特卡罗实验验证了所提出方法具有良好抗扰能力与鲁棒性. 展开更多
关键词 时滞系统 自抗扰控制 改进smith预估 定量反馈理论 参数整定
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基于时滞补偿的气动系统位置控制仿真
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作者 范云生 罗恩勇 王国峰 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第25期10680-10689,共10页
为解决气动系统在控制过程中出现的时滞性、非线性性和外部干扰等问题,提出了一种基于时滞补偿的模糊比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制的策略。首先,分析气动系统的工作原理,建立气动系统的机理模型。其... 为解决气动系统在控制过程中出现的时滞性、非线性性和外部干扰等问题,提出了一种基于时滞补偿的模糊比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制的策略。首先,分析气动系统的工作原理,建立气动系统的机理模型。其次,针对气动系统存在的时滞特性,在Smith预估器的结构中引入干扰观测器,并使用改进的Smith预估器来补偿系统的纯滞后环节。最后,为提高位置控制精度,设计了具有自整定能力的模糊PID控制器。仿真结果表明,改进的Smith预估器与模糊PID控制相结合的策略能够保证系统的稳定输出,提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 气动系统 位置控制 时滞补偿 改进smith预估 模糊PID控制
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